→ Pci expressz 4,0 gen4

A PCI Express 4.0 már valósággá vált asztali számítógépeinkben, az AMD Ryzen Zen2 új generációjának és az AMD X570 lapkakészletnek köszönhetően. Az új PCI-SIG szabvány 2017 óta van velünk, ám ebben az első félévben volt a lehetőség, hogy a gyártók elkezdhessék a megérdemelt felhasználást. Ebben a cikkben mindent megtudunk, amit tudnunk kell az új, vagy még pontosabban mondva, frissített kommunikációs felületről.

Tartalom index

A PCI Express evolúciója és hírei

Más néven PCI Express vagy egyszerűen PCI-e néven ismert. Ez egy nagysebességű busz, amelyet manapság minden asztali és professzionális számítógépes berendezésben használnak. Gyakorlatilag a számítógép nagy teljesítményű alkatrészei bemeneti és kimeneti adatokat küldnek egy ilyen buszon keresztül.

A kommunikációs szabvány szerinti entitás a PCI-SIG, és 2017- ben először nyitotta meg ezt a 4.0-s verziót, ám ez még nem érkezett hozzánk, sőt az asztali gépeinkhez 2019-ig. És az ok nagyon egyszerű, eddig Nagyon kevés eszköznek szüksége van nagyobb sávszélességre, mint amit a PCIe 3.0 ad nekünk, de az új NVMe szilárdtest tároló egységek megjelenésével, valamint a CPU és a lapkakészlet közötti nagyobb adatcsere sűrűséggel ez a busz belépett a csomagolva az iparban.

Mióta ezt a szabványt 2003-ban bevezettük, összesen négy frissítést tettünk át. Mindegyikben állandó volt, azaz a buszszélesség megkétszereződik minden iterációnál. Az egyes verziók időtartama a piacon körülbelül 4 év, a 3.0 verzió megjelenéséig, amelyet 2017-ig legalább 7 évig tartanak fenn. A PCI-SIG már a következő frissítést, a PCIe 5.0- at is feloldotta még 2019 azonos negyedévében, de az asztali számítógépeken legalább három évig ezen a buszon maradunk, mivel kevés olyan eszköznek van szüksége, amelyre még mindig szükség van ilyen sávszélességre.

Sávszélesség

A PCI Express olyan sávokon vagy adatsávokon alapul, amelyek az autópálya sávjára emlékeztetnek, de ahol az autók mindkét irányban mozoghatnak, bár ebben az esetben villamos. Pontosabban, a PCIe 4.0 képes megduplázni a 3.0-s verzió átviteli sebességét, és így ezen felfelé és lefelé irányuló sávok mindegyikére eléri a 16 GT / s-t (Transfer Gigabits), mivel kétirányú. Ha ezt a mérést olyan értékekre adjuk át, amellyel naponta dolgozunk, akkor minden sáv 1969, 2 MB / s sebességgel kell szembenéznünk , szemben a PCIe 3.0 busz 984, 6 MB / s sebességével.

Egy másik szempont, amely szintén javul, a kommunikáció késleltetése, mivel nagyobb buszszélességgel és egy PHY vevővel rendelkezik, amely a megfelelő PCIe vezérlőnek köszönhetően kezeli az egyes sávok elektromos margóját. Gyakorlati célokból jobb busz-telítettség-menedzsment és csökkentett I / O-kommunikációs késleltetés érhető el, javítva a méretezhetőséget attól függően, hogy milyen eszközöket csatlakoztatunk.

Ami az igényeket illeti, a PCI Express 4.0 ma még nem nélkülözhetetlen, hanem a közeljövőre való felkészülés egyik módja. A 10 Gbps sebességű hálózati kommunikáció egyre gyakoribb, különösen az 5G érkezésekor. Az USB 3.1 Gen2 csatlakoztathatóság és a hamarosan 20 Gbps-os USB 3.2 igény, valamint az új NVMe PCIe x4 SSD-k, amelyek már 3, 94 GB / s-ot találtak a határon, a végrehajtás egyik fő oka.

Lásd a következő táblázatban a PCIe különféle verzióinak összehasonlítását, a sebesség függvényében a rendelkezésre álló konfigurációtól:

V.	bevezetés	Átvitel sávval	Sávszélesség
× 1	× 4	× 16
1.0	2003	2, 5 GT / s	250 MB / s (2 Gb / s)	1, 0 GB / s	4, 0 GB / s (32 Gb / s)
2.0	2007	5, 0 BT / s	500 MB / s (4 Gb / s)	2, 0 GB / s	8, 0 GB / s (64 Gb / s)
3.0	2010	8, 0 BT / s	984, 6 MB / s (7, 9 Gb / s)	3, 94 GB / s	15, 8 GB / s (126 Gb / s)
4.0	2017	16, 0 BT / s	1969 MB / s (15, 8 Gb / s)	7, 88 GB / s	31, 5 GB / s (252, 1 Gb / s)
5.0	2019	32, 0 BT / s	3938 MB / s (31, 6 Gb / s)	15, 75 GB / s	63, 0 GB / s (32 Gb / s)

Visszamenőleges kompatibilitásra van szükségünk PCI Express 4.0-ra?

Jelenleg a leghíresebb alkalmazás, amelyet mindannyian tudunk a PCIe bővítőhelyek használatához, a grafikus kártyán keresztül történik. Ezen a ponton mindannyian tudjuk, hogy egy öntudatos játékcsoporthoz egy dedikált grafikus kártyára van szükségünk, amely a PCIe 3.0 x16-on működik, vagyis 126 Gbps buszunk van az adatátvitelhez. De mennyire van szükségünk valóban? Nos, egy játék átviteléhez 4K felbontású, 144 Hz-es és 10-bites színmélységgel körülbelül 35, 8 Gbps buszra lenne szükségünk.

Ez azt jelenti, hogy a buszszélesség kb. 70% -kal rendelkezik a képadatok továbbítására. Ne felejtsük el, hogy kétirányú adatok, tehát itt az upstream és downstream busz figyelembevétele már bekerül. Tehát jelenleg határozottan nincs értelme annak, ha például a PCie 4.0 grafikus kártyán van. Ha a multi GPU-ról beszélünk, akkor a szélességet lényegesen jobban használnák a párhuzamosság miatt, de mégis több, mint elég.

Azt is mondhatjuk, hogy szükségünk van rá, és ennek oka az új NVMe SSD-k beépítése. Mostanáig mind a PCI 3.0 x4-en dolgoztak, de ebben a tekintetben a gyártók hamarosan megtalálták a korlátot, és az olvasási sebességet nagyon közel álltak a rendelkezésre álló 3, 94 GB / s sebességhez. A megoldás nem az, hogy több sávot vezet be az M.2 nyílásba azáltal, hogy egyszerűen korlátozza a CPU és a lapkakészlet kapacitását, hanem a sávszélesség kétszeresére növelése, mivel az olyan gyártók, mint az AORUS vagy a Corsair, már rendelkeznek saját M.2 PCie 4.0 a több mint 4000 MB / s.

Mi történik azokkal a felhasználókkal, akik fenntartják a PCIe 3.0-ját, és perifériát akarnak használni? Nos, a csatlakoztathatóság szempontjából nem lesz probléma, mivel a PCIe a kezdetektől fogva visszamenőleges kompatibilitást nyújtott a korábbi szabványokkal. Valójában a 3.0, 4.0 és hamarosan az 5.0 továbbra is a 128b / 130b kódolást fogja használni átvitelük során. Az egyetlen hátrány az, hogy korlátozza a busz sebességét.

PCI Express 4.0 az SSD-n és a grafikus kártyán

Mindenképpen ki kell emelni azt a kiváló munkát, amelyet a szilárd tárolás terén elvégeztek. Mivel az M.2 interfész úgy működött, hogy x4 sávon működik és az NVMe protokoll alatt működik, a sebesség hónapokban megsokszorozódott, így több mint 4000 MB / s-ra lesz szükségük a 3D NAND alapú memóriakonfigurációkra.

Az olyan gyártók, mint az AORUS vagy a Corsair, bemutatták az új SSD-ket, amelyek képesek 5000 MB / s elméleti sebességgel szekvenciális olvasásban és 4400 MB / s írásbeli sebességgel működni a Toshiba NAND 3D TLC architektúrájával. Ezek az adatok megközelítőleg 40% -kal meghaladják az SSD előző generációját, és messze nem érik el a korlátot, mivel bár ez továbbra is a 7 , 88 GB / s sebesség eléréséhez vezet, mindössze 4 sávban.

Ez a változás néhány, az SSD-k telepítésekor figyelembe veendő részletet tartalmaz, például, hogy a jobb átvitel érdekében aktiválni kell az írási gyorsítótár házirendjét. Természetesen egy másik, kissé fontos részlet a PCIe-kompatibilis tábla, és most csak az AMD fogja rendelkezni velük.

Javasoljuk, hogy ellenőrizze mindkét lehetőséget, hogy a legjobban teljesíthessen az SSD-vel

A másik eszköz, amelyet a PCI Express 4.0-nál forgalmazunk, az új AMD Radeon RX 5700 és 5700 XT grafikus kártyák. Gyakorlati szempontból ez nem valami fontos, mivel egyértelműen láttuk, hogy a 3.0-val maradunk, de nem helytelen az új szabvány végrehajtása és az útmutatás vezetése.

Az AMD Ryzen 3000 és az AMD X570, az első kompatibilis a PCI Express 4.0-tal

A Ryzen processzorok új generációjának köszönhetően az AMD az első gyártó, aki ezzel az új PCIe 4.0-rel lépett be az asztali piacra. Néhány, a 7 nm-es FinFET- ben litográfiai processzor Zen2-ként keresztelkedett, és most 16 sáv PCIe 4.0-t kínál a kommunikációs interfész I / O-jával grafikus kártya számára, és összesen 24 sávot kínál. Nem csak processzorok, amelyek nagymértékben javítják az utasítások kezelését, hanem sokkal nagyobb adatmennyiséggel is képesek dolgozni.

Valójában az új generációhoz adaptált új alaplapok AMD X570 lapkakészletet használnak, amelynek legalább 20 sávú PCI Express 4.0 van. Egy cikkben, amelyet már elkészítettünk, látni fogjuk az X570 és az X470 lapkakészlet stb. Összehasonlítását, és az egyik legfontosabb ez. Az alapkonfiguráció nyolc sávból áll, amelyek kötelezővé válnak a PCIe 4.0 számára, és további 8 sáv használható más eszközökre, például SATA vagy perifériákra, például USB-re, a gyártók számára pedig a kiosztás szabadsága korlátozott. A fennmaradó 4 sávot a gyártók szabadon választhatják, bár elvileg 4x SATA 6 Gbps vagy 2x PCIe 4.0 x2 konfigurációra szánják őket.

Ennek a két elemnek a hatalmának köszönhetően a CPU és a Chipset közötti kommunikációs busz 4 PCI Express 4.0 sávból áll. A slot-kiosztást illetően a korábbi generációhoz képest is nagyon sok új funkciót látunk, mivel maga a chipset bevezetett néhány más PCIe x1 és x16 slotot (x4-en működik) 4.0 és még két M.2 x4 slotot ezeket az új SSD-ket. Egy másik lényeges változás a legfeljebb 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps port támogatása, ami eddig nem volt lehetséges.

A PCI Express 4.0-val kompatibilis egyéb hardverekkel kapcsolatban megemlíthetjük az IBM POWER9 processzort vagy a Falcon Mesa FPGA-t az Intel 10nm-es processzorával, amely kompatibilis a PCI Express 4.0-val, mint egy beépített IP-blokk révén EMIB. Az Intel processzorok új generációja még nem jön létre, és egyértelmű, hogy a PCI Express 4.0-t is bevezeti.

NVME teljesítménykülönbség: PCI Express 3.0 és PCI Express 4.0

Annak ellenére, hogy gyorsan áttekinthetjük áttekintéseinket, összehasonlítjuk a PCI Express 3.0 SSD szekvenciális olvasását és írását a negyedik generációhoz a PCI Express 4.0- tal. A tökéletes jelöltek a Corsair MP510 és az MP600.

modell	Szekvenciális leolvasás (MB / s)	Szekvenciális írás (MB / s)
Corsair MP510	3, 480 MB / s	2700 MB / s
Corsair MP600	4, 950 MB / s	4 250 MB / s

És itt a tesztjeink:

Következtetések és az ipar jövője

Ha van valami, amiről tisztában kell lennünk, akkor a PCI e 4.0 jelenleg maximális előnyt kínál a tárolóeszközök és az eszközök közötti belső kommunikáció, például a CPU és a lapkakészlet között. A hardverek, például a grafikus kártyák, még mindig messze vannak attól, hogy a 3.0- s verzióba kerüljenek, és ennél kevésbé a 4.0-s verziót, tehát a játékosok számára az eredmény gyakorlatilag azonos lesz.

A PCI-SIG ebben az évben már kinyitotta a PCIe 5.0 felületét, de egyértelmű, hogy legalább 2022-ig nem fogunk látni az alaplapokat ezzel a buszon, hogy megpróbáljuk kicsit meghosszabbítani a jelenlegi szabvány élettartamát, ma ez a 4.0 még mindig Nem rendelkezik széles körű alkalmazásokkal az egyes felhasználók számára.

A következő cikkeket hagyjuk Önnek:

Ha további információt szeretne kapni erről a témáról, vagy bármilyen kérdése van, kérjük, írjon nekünk a megjegyzés mezőbe, vagy vitassa meg a Hardver Fórumban.